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第 5 章 結論

5.2. 今後の課題

本論文で提案した方法により,パラメトリックスピーカを利用した3次元音場再生 方式の音質向上と移動音像の実現が可能であることを確認した.しかしながら,本 論文で提案した手法を実環境で運用するためには,以下の検討すべき課題がある.

1. パラメトリックスピーカのリアルタイム音質改善

2. 曲面型パラメトリックスピーカと多面体パラメトリックスピーカの統合 3. 複数人に対する3次元音場再生技術の実現

1.の課題は,一般家庭のようなスピーカの特性を計測することが困難な環境で,

手軽に高音質再生するために検討が必要である.この課題を解決するためには,適 応信号処理を用いて音声信号や音楽信号などの再生音から周波数ごとに利用すべき 側波帯を決定する必要がある.

2.の課題に対しては,利用環境内でより自由度の高い音場再生を行うために必要 であり,本論文で試作した多面体パラメトリックスピーカの各面を凹面上に湾曲さ せたような筐体に超音波素子を配置したパラメトリックスピーカを開発する必要が ある.

3.の課題に対しては,災害時における救援シミュレーションやアミューズメント 施設などへの応用を検討する上で必要となる技術である.この課題を解決するため には,複数マイクロホンを併用した多点制御や音場シミュレーションを用いた再生 空間全体の音場制御手法を検討する必要がある.

上記の課題を解決するために今後も引き続き研究を行い,あらゆる音場を高品質 に再生できる3次元音場再生方式を確立することで,万人が所望の音環境内で快適 に活動できる社会の実現に僅かでも貢献できれば幸いである.

謝辞

本博士論文は,著者が立命館大学大学院情報理工学研究科博士課程後期課程にお いて行った研究の成果をまとめたものです.本研究を遂行するにあたり,学内,学 外を問わず多くの方にお世話になりました.ここに感謝の意を表します.

立命館大学情報理工学部西浦敬信教授には,著者が本大学情報理工学部から博士 課程後期課程に至るまで,指導教員として終始懇切なる御指導,御助言を頂きまし た.また,恵まれた研究環境に加え,著者の研究活動に有意義となる大学外での活 動や実証実験に取り組む機会を数多く頂きました.ここに深甚なる感謝の意を表し ます.

同学部山下洋一教授には,著者が本大学院在籍中,多大な御指導を頂きました.山 下先生の的確な御助言のお陰で,本大学院における研究活動を成し遂げ,博士論文 執筆にいたる道を見出すことができました.心より深く御礼申し上げます.

同学部平林晃教授には,本論文審査委員として本論文の執筆における御指導を頂 きました.平林先生から頂いた的確かつ有益な御助言によって本論文をより良い方 向へ進歩させることができました.ここに心から感謝の意を表します.

同学部中山雅人助教には,著者が本大学院在籍中,様々な御指導,御討論を頂き ました.ここに深く感謝いたします.

同学部福森隆寛助教には,著者が研究室に所属した時から数多くのご助言,激励 を頂きました.ここに深く感謝いたします.

個々には御名前を申し上げられませんが,筆者の研究活動にご助力いただいた立 命館大学情報理工学部音情報処理研究室の多くの先輩,同期,後輩,秘書の皆様,そ して多くの励ましを頂いた学内外の友人に深く感謝いたします.

最後になりましたが,深い愛情と広い心で今日まで筆者を支えて頂いた家族に心 から感謝いたします.

参考文献

[1] “複合現実感特集, ” 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, vol. 4, no. 4, 1999.

[2] “複合現実感特集(2), ” 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, vol. 7, no. 2, 2002.

[3] “複合現実感特集(3), ” 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, vol. 10, no. 3, 2005.

[4] 比嘉 恭太, 西浦 敬信, 木村 朝子, 柴田 史久, 田村 秀行, “Watch the Birdie!-三 感融合型複合現実感システムの実現, ” 日本バーチャルリアリティ学会論文誌, vol. 13, no. 2, pp. 227-238, 2008.

[5] J. Bauck and D. H. Cooper, “Generalized transaural stereo and applications, ” Journal of the Audio Engineering Society, vol. 44, no. 9, pp. 683-705, 1996.

[6] 安藤 彰男, “音響インテンシティの一致に基づく音場再現, ” 電子情報通信学会 技術研究報告(EA), EA-2009-44, vol. 109, no. 166, pp. 7-12, 2009.

[7] B. B. Bauer, “Stereophonic earphones and binaural loudspeakers, ” Journal of the Audio Engineering Society, vol. 9, no. 2, pp. 148-151, 1961.

[8] J. Kawaura, Y. Suzuki, F. Asano and T. Sone, “Sound localization in headphone reproduction by simulating transfer functions from the sound source to the external ear, ” Journal of the Acoustical Society of Japan (E), vol. 12, no. 5, pp. 203-216, 1991.

[9] D. B. Ward and T. D. Abhayapala, “Reproduction of a plane-wave sound field using an array of loudspeakers, ” IEEE Transactions on Speech and Audio Processing, vol. 9, no. 6, pp. 697-707, 2001.

[10] M. Camras, “Approach to recreating a sound field, ”Journal of the Acoustical Society of America, vol. 43, no. 6, pp. 1425-1431, 1968.

[11] M. Miyoshi and Y. Kaneda, “Inverse filtering of room acoustics, ”IEEE Trans-actions on the Acoustic, Speech and Signal Processing, vol. 36, no. 2, pp. 145-152, 1988.

[12] ITU-R BS. 775-2, “Multu-channel stereophonic sound system with or without accompanying picture, ”Internatianal Telecommunication Union, Recommen-dation BS. 775-2, 2006.

[13] 小野 一穂,小宮 山摂, “音像・音場制御用スピーカアレイの駆動法に関する検討,

” 電子情報通信学会技術研究報告(EA), EA-94-20, vol. 94, no. 20, pp. 15-21, 1994.

[14] 安藤 彰男, “音場再現, ”コロナ社, 2014.

[15] P. Damaske, “Head-related two-channel stereophony with loudspeaker repro-duction, ” Journal of the Acoustical Society of America, vol. 50, no. 4, pp.

1109-1115, 1971.

[16] 浜田 晴夫, “バイノーラル音場再生系について, ” 日本音響学会誌, vol. 48, no.

4, pp. 250-257, 1992.

[17] 川浦 淳一, 鈴木 陽一, 浅野 太, 曽根 敏夫, “頭部伝達関数の模擬によるヘッド ホン再生音像の定位, ”日本音響学会誌, vol. 45, no. 10, pp. 756-766, 1989.

[18] 伊勢 史郎, “キルヒホッフ-ヘルムホルツ積分方程式と逆システム理論に基づく 音場制御の原理, ” 日本音響学会誌, vol. 53, no. 9, pp. 706-713, 1997.

[19] M. R. Schroeder, “Computer simulation of sound transmission in rooms, ” Proceeding of the IEEE, vol. 51, no. 3, pp. 536-537, 1963.

[20] 中村 智幸, “スタジオの音響設計, ” 日本騒音制御工学会論文誌, vol. 32, no. 5, pp. 276-280, 2008.

[21] 平原 達也,大谷 真, 矢入 聡, 岩谷 幸雄,戸嶋 厳樹, “頭部伝達関数論考, ” 日本 音響学会 聴覚研究会資料, H-2008-4, vol. 38, no. 1, pp. 19-24, 2008.

[22] 鈴木 和憲,日高 孝之, “バイノーラルシステムの等化器に関する基礎的検討:音 響パラメータとシステムの誤差要因に関する検討, ” 電子情報通信学会技術研 究報告(EA), EA95-207, vol. 95, no. 207, pp. 25-32, 1995.

[23] 平原 達也, 大谷 真, 戸嶋 厳樹, “頭部伝達関数の計測とバイノーラル再生にかか わる諸問題, ”電子情報通信学会Fundamentals Review, vol. 2, no. 4, pp. 68-85, 2009.

[24] P. J. Westervelt, “Parametric acoustic array, ”Journal of the Acoustical Society of America, vol. 35, no. 4, pp. 535-537, 1963.

[25] M. Yoneyama, J. Fujimoto, Y. Kawamo and S. Sasabe, “The audio spotlight:

An application of nonlinear interaction of sound waves to a new type of loud-speaker design, ” Journal of the Acoustical Society of America, vol. 73, no. 5, pp. 1532-1536, 1983.

[26] 青木 健一,鎌倉 友男, 熊本 芳朗, “パラメトリックスピーカ:応用例, ” 電子情 報通信学会論文誌(A), vol. J76-A, no. 8, pp. 1127-1135, 1993.

[27] J. J. Croft and J. O. Norris, “Theory, history, and the advancement of para-metric loudspeaker, ” White paper of American Technology Corporation, 2001.

[28] 鎌倉 友男, 酒井 新一, “パラメトリックスピーカの原理と応用, ” 信学技報, vol.

105, no. 556, pp. 25-30, 2006.

[29] 田中 恒雄, 古 暁広, “美術館や博物館用のスピーカを開発 アレイ配置で指向性 を絞る, ” 日経エレクトロニクス, vol. 587, pp. 155-165, 1993.

[30] “超指向性音響システム「ここだけ」カタログ, ” 三菱電気エンジニアリング株

式会社, 2007.

[31] C. Shi and W. S. Gan, “Development of parametric loudspeaker: a novel di-rectional sound generation technology, ” IEEE Potentials, vol. 29, no. 6, pp.

20-24, Nov/Dec 2010.

[32] J. Yang, J. Tian and W. S. Gan, “Parametric loudspeaker: from theory to applications, ” 21st International Congress on Sound and Vibration, 2014.

[33] C. Shi, Y. Kajikawa and W. S. Gan, An overview of directivity control methods of the parametric array loudspeaker, APSIPA Transactions on Signal and Information Processing, vol. 3, 2014

[34] 西浦 敬信, 森勢 将雅, “音像プラネタリウム-パラメトリック・スピーカを用い た三次元音響再生方式(特集 超音波の利用(2)), ” 超音波techno, vol. 24, no.

4, pp. 47-51, 2011.

[35] 廣川 孝太郎,森勢 将雅,西浦 敬信, “壁面反射型オーディオスポット用反射物体 の試作と特性評価, ”日本音響学会2010年春季研究発表会, pp. 675-676, 2010.

[36] Y. Sugibayashi, S. Kurimoto, D. Ikefuji, M. Morise and T. Nishiura, “Three-dimensional acoustic sound field reproduction based on hybrid combination of multiple parametric loudspeakers and electrodynamic subwoofer, ” Applied Acoustics, vol. 73, no. 12, pp. 1282-1288, 2012.

[37] 辻井 秀弥, 中山 雅人, 西浦 敬信, “動電型間接スピーカを用いた残響時間制御 に基づく三次元音場再生システム, ” 2012年回路とシステムワークショップ論 文集, vol 25, pp. 384-389, 2012.

[38] 伊藤 仁一, 中山 雅人, 西浦 敬信, 木村 朝子, 柴田 史久, 田村 秀行 “X-Media

Galaxyにおける移動音像実現のための音像補間, ” 日本バーチャルリアリティ

学会論文誌, vol. 18, no. 3, pp. 405-414, 2013.

[39] F. J. Pompei, “The use of airborne ultrasonics for generating audible sound beam, ” Journal of the Audio Engineering Society, vol. 47, no. 9, pp. 726-731, 1999.

[40] H. M. Merklinger, “Improved efficiency in the parametric transmitting array, ” Journal of the Acoustical Society of America, vol. 58, no. 4, pp. 784-787, 1975.

[41] M. Chen, X. Qin, L. Xu, Y. Du, and L. Xu, “The distortion analysis of the single side band method for parametric loudspeaker based on orthogonal en-velope detection, ” Proc. International Symposium on Systems and Control in Aerospace and Astronautics, pp. 1-6, 2008.

[42] J. Yang, K. Sha, W. S. Gan, and J. Tian, “Nonlinear wave propagation for a parametric loudspeaker, ” IEICE transactions on fundamentals of electronics, communications and computer sciences, vol. E87-A, no. 9, pp. 2395-2400, 2004.

[43] G. S. Garrett, J. N. Tjotta and S. Tjotta, “Nearfield of a large acoustic trans-ducer, Part II: Parametric radiation, ” Journal of the Acoustical Society of America, vol. 74, no. 3, pp. 1013-1020, 1983.

[44] T. Kamakura, K. Aoki, and Y. Kumamoto, “Suitable modulation of the carrier ultrasound for parametric loudspeaker, ” Acustica, vol. 73, pp. 215-217, 1991.

[45] 蘆原 郁,桐生 昭吾, 可聴周波数帯域外の純音対に対するオーディオスピーカの 混変調歪み, ”電子情報通信学会技術研究報告(EA), vol. 98, no. 158, pp. 33-40, 1998.

[46] 濱本 吉洋,鎌倉 友男,青木 健一, 酒井 新一, “パラメトリック音響システムの変 換効率改善, ” 電子情報通信学会技術研究報告(US), vol. 105, no. 44, pp. 25-28, 2005.

[47] 鎌倉 友男, 酒井 新一, “パラメトリックスピーカの実用化, ” 日本音響学会誌, vol. 62, no. 11, pp. 791-797, 2006.

[48] 愛甲 英寿, 野村 建太, 青木 健一, 鎌倉 友男, 酒井 新一, 吉田 俊治, “パラメト リックスピーカ駆動用ディジタル変調器の検討, ”電子情報通信学会技術研究報 告(US), vol. 107, no. 20, pp. 29-34, 2007.

[49] 原 祥之, 森 幸男, 鎌倉 友男, パラメトリックスピーカの音質改善について, ” 電子情報通信学会総合大会講演論文集, pp. 57-60, 2008.

[50] M. Chen, Leon. Xu, Y. Cao, Limei. Xu, X. Wang, X. Li, and J. Ma, “Research on an improved amplitude modulation method of audio directional loudspeaker,

Proc. International Conference on Audio, Language and Image Processing, pp. 5-9, 2008.

[51] 愛甲 英寿, 野村 建太, 青木 健一,鎌倉 友男,酒井 新一, ダイナミックSSB変 調器を用いたパラメトリック音響システムの検討, ” 電子情報通信学会技術研 究報告(EA), vol. 107, no. 470, pp. 35-40, 2008.

[52] 酒井 新一, 鎌倉 友男, 野村 英之, 吉田 俊治, “パラメトリックスピーカ用ダ イナミックSSB変調器, ” 電子情報通信学会論文誌(A), vol. 91, no. 12, pp.

1166-1173, 2008.

[53] Y. Wang, X. Li, L. Xu, and L. Xu, “SSB modulation of the ultrasonic carrier for a parametric loudspeaker, ” Proc. International Conference on Electronic Computer Technology, pp. 669-673, 2009.

[54] H. Roder, “Amplitude, phase, and frequency modulation, ” Proc. Institute of Radio Engineers, vol 19, no. 12, pp. 2145-2176, 1931.

[55] D. Olszewski, F. Prasetyo and K. Linhard, “Steerable highly directional audio beamloudspeaker, ” INTERSPEECH 2005, pp. 137-146, 2005.

[56] C. H. Wong, Z. W. Siew, I. Saad, C. F. Liau and K. T. K. Teo, “Performance analysis on beam-steering algorithm for parametric array loudspeaker applica-tion, ” Proc. of the 3rd (2011) CUTSE Interantional Conference, pp. 283-288, 2011.

[57] S. Wu, M. Wu, C. Huang and J. Yang, “FPGA-based implementation of steer-able parametric loudspeaker using fractional delay filter, ” Applied Acoustics, vol. 73, no. 12, pp. 1271-1281, 2012.

[58] M. Nakayama, T. Nishiura, R. Okuno and N. Nakasako, “A study on acoustic beam steering with parametric loudspeaker based on individual delay-filtering for carrier and sideband Waves, ”Proc. IEEE APCCAS, pp.447-450, 2014.

[59] Y. Sagisaka, K. Takeda, M.Abel, S. Katagiri, T. Umeda, H. Kuwabara, “A large-scale japanese speech database, ”Proc. International Conference on Spo-ken Language Processing 1990, pp. 1089-1092, 1990.

[60] ITU-T Rec. P.800, “Methods for subjective determination of transmission qual-ity, ”Internatianal Telecommunication Union, Recommendation P.800, 1996.

[61] 日本音響学会, 新版音響用語辞典, コロナ社, 2003.

[62] M. R. Schroeder, “New method of measuring reverberation Time, ”Journal of the Acoustical Society of America, vol. 37, no. 3, pp. 409-412, 1965.

[63] 羽入 敏樹,“室内音響指標値, ” 日本音響学会誌, vol. 60, no. 2, pp. 72 - 77, 2004.

[64] A. J. Berkhout, D. de. Vries, and M. M. Boone, “A new method to acquire im-pulse responses in concert halls, ”Journal of the Acoustical Society of America, vol. 68, no. 1, pp. 179-183, 1980.

[65] A. Hyvarinen, J. Karhunen, E. Oja, “詳解 独立成分分析, ” 東京電機大学出版 局, 2005.

[66] E. Vincent, H. Sawada, P. Bofill, S. Makino, J. Rosca, “First stereo audio source separation evaluation campaign: data, algorithms and results, ” Proc.

of International Commission for Acoustics 2007, pp. 552-559, 2007.

[67] N. Roman, D. Wang, G. J. Brown, “Speech segregation based on sound lo-calization, ” Journal of the Acoustical Society of America, vol. 114, no. 4, pp.

2236-2252, 2003.

[68] 黒住 幸一,大串 健吾,“音響信号の両耳間相関関数に基づく音像定位の予測モ デル, ”日本音響学会誌, vol. 44, no. 10, pp. 726 - 734, 1988.

[69] 佐多 正至, 木村 真弘, 由田 幸一, 高橋 誠, “移動音像呈示時の音像定位に関す る基礎的研究, ” 電子情報通信学会技術研究報告, MBE, vol. 100, no. 163, pp.

67-72, 2000.

研究業績

学術論文

1. 大塩 祥剛, 生藤 大典, 須原 裕子, 中山 雅人,西浦 敬信, “時間・周波数領域和 音構造付与に基づく歯科治療音の快音化, ” 電気学会論文誌C, vol. 135-C, no.

12, pp. 1565-1573, Dec. 2015.

2. 小森 慎也,益永 翔平,生藤 大典, 中山 雅人,西浦 敬信,“フレキシブルパラメ トリックスピーカを用いたオーディオスポットの制御, ” 日本バーチャルリア リティ学会論文誌, vol. 20, no. 3, pp. 189-198, Jul. 2015.

3. 松井 唯, 生藤 大典,中山 雅人, 西浦 敬信, “キャリア波と側帯波の分離放射に よるオーディオスポット形成, ” 電子情報通信学会論文誌(A), vol. J97-A, no.

4, pp. 304-312, May 2014.

4. 生藤 大典, 辻川 美沙貴, 中山 雅人, 西浦 敬信, “聴覚マスキングに基づく室内 騒音の不快感低減手法, ” 電子情報通信学会論文誌(A), vol. J96-A, no. 8, pp.

511-519, Aug. 2013.

5. 生藤 大典,中山 雅人,西浦 敬信, “パラメトリックスピーカのためのスペクトル 包絡に基づく復調評価指標の策定, ” 電子情報通信学会論文誌(D), vol. J96-D, no. 3, pp. 655-663, Mar. 2013.

6. Yutaro Sugibayashi, Sota Kurimoto, Daisuke Ikefuji, Masanori Morise and Takanobu Nishiura, “Three-dimensional Acoustic Sound Field Reproduction Based on Hybrid Combination of Multiple Parametric Loudspeakers and Elec-trodynamic Subwoofer, ” Applied Acoustics, vol. 73, no. 12, pp. 1282-1288,